Atomkraftwerke

Kernschmelze - Das passiert beim Super-GAU

Überhitzen die Brennstäbe eines Atomkraftwerks, sind die Folgen dramatisch: Dem bis zu 2000 Grad heißen Schmelzgemisch hält nicht einmal Stahlbeton stand - ein Super-GAU.

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Die japanische Nachrichtenagentur Jiji berichtete, im Atomkraftwerk Fukushima lägen die Brennstäbe bereits trocken - eine Kernschmelze sei nicht mehr auszuschließen. Der Betreiber Tepco habe damit begonnen, Meerwasser zur Kühlung einzuleiten.

Video: Reuters
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Das Bundesamt für Strahlenschutz definiert als "größten anzunehmenden Unfall (GAU)" einen Störfall in einem Kernkraftwerk, der solche Ausmaße hat, dass die Sicherheitssysteme des Kraftwerks die Strahlenbelastung außerhalb der Anlage noch unterhalb der festgelegten Grenzwerte halten können. Der GAU ist sozusagen die Maximalbelastung; wird ein Atomkraftwerk errichtet, muss der betreiber im Rahmen des Genehmigungsverfahrens nachweisen, das die Anlage einen entsprechenden Unfall aushalten und die mögliche Folgen für die Umwelt beherrschen kann. Das Atomkraftwerk muss für den GAU ausgelegt sein - darum wird der GAU auch als "Auslegungsstörfall" bezeichnet.

Ein Super-GAU wiederum überschreitet die maximale Belastbarkeit eines Atomkraftwerkes - in der Fachsprache heißt ein Super-Gau darum auch "Auslegungsüberschreitender Störfall". ein Super-Gau wäre etwa eine Kernschmelze, wie sie derzeit in mehreren Reaktoren in Japan droht.

Bei einer Kernschmelze überhitzen die Brennstäbe eines Atomreaktors – und zwar so sehr, dass sie sich verflüssigen und in eine unkontrollierbare, radioaktive Schmelze verwandeln. Die Folgen sind schwer kalkulierbar: Ein bis zu 2000 Grad Celsius heißes Gemisch aus Spaltmaterial und Metall kann sich durch die Schutzhülle des Reaktorkerns fressen und in die Umwelt gelangen. Möglich sind auch heftige Explosionen.

Ursache für die Kernschmelze ist stets ein Ausfall des Reaktor-Kühlsystems. Dadurch steigen die Temperaturen in den Brennstäben, die Uran oder Uran-Plutonium-Mischungen enthalten, unaufhaltsam an. Am Ende schmelzen die radioaktiven Materialien ebenso wie die stählernen Brennstab-Umhüllungen. Die Schmelze fließt dann zum Boden des Reaktorbehälters.

Das zur Kühlung eingesetzte Wasser verdampft - oder wird durch enorme die Hitze in Wasserstoff und Sauerstoff getrennt. Die beiden Stoffe bilden zusammen sogenannte "Knallgasgemische" - eine zündfähige Gasmischung, die mit immenser Wucht explodieren kann.

Zwar haben Atomkraftwerke um den Reaktorbehälter einen weiteren Schutzmantel aus Stahl oder Stahlbeton, das sogenannte "Containment". Aber auch dieser Schutz kann durch Explosionen zerstört oder von der extrem heißen radioaktiven Schmelze durchbrochen werden.

Bei einer Kernschmelze wären die Folgen für Menschen und Umwelt verheerend: Der geschmolzene Reaktorinhalt besteht unter anderem aus hochradioaktivem Uran sowie dem extrem strahlendem, hochgiftigem Plutonium – einem der gefährlichsten bekannten Stoffe.

Hinzu kommen diverse weitere radioaktive Isotope wie Cäsium 137, das während sich des Reaktorbetriebs in Inneren der Meiler bildet. Diese Stoffe würden sich durch eine Explosion in der Umgebungsluft verteilen oder sich mit der Kernschmelze durch den Schutzbehälterboden in das Erdreich vorfressen.

Bei der Reaktorkatastrophe von Tschernobyl wurden 1986 große Mengen Cäsium 137 freigesetzt, die bis nach Nord- und Westeuropa kamen, sich auf Feldern und Weiden ablagerten und dort bis in die menschliche Nahrungskette gelangten.